中國集群通信網(wǎng)
VOIP五大核心技術(shù)知多少？
傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)主要是用來傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用的是盡力而為的、無連接的技術(shù)，因此沒有服務(wù)質(zhì)量保證，存在分組丟失、失序到達(dá)和時延抖動等情況。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對此要求不高，但話音屬于實(shí)時業(yè)務(wù)，對時序、時延等有嚴(yán)格的要求。因此必須采取特殊措施來保障一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量。VOIP的關(guān)鍵技術(shù)包括信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量(QOS)保證技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等。
1、信令技術(shù)
信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實(shí)現(xiàn)和話音質(zhì)量，目前被廣泛接受的VOIP控制信令體系包括ITU-T的H.323系列(華為公司產(chǎn)品采用)和IETF的會話初始化協(xié)議SIP。
ITU的H.323系列建議定義了在無業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。H.323標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、Intranet和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障。H.323是ITU-T有關(guān)多媒體通信的一個協(xié)議集，包括用于ISND的H.320，用于B-ISDN的H.321和用于PSTN終端的H.324等建議。其編碼機(jī)制，協(xié)議范圍和基本操作類似于ISDN的Q.931信令協(xié)議的簡化版本，并采用了比較傳統(tǒng)的電路交換的方法。相關(guān)的協(xié)議包括用于控制的H.245，用于建立連接的H.225，用于大型會議的H.332，用于補(bǔ)充業(yè)務(wù)的H.450.1、H.450.2和H.450.3，有關(guān)安全的H.235，與電路交換業(yè)務(wù)互操作的H.246等。H.323提供設(shè)備之間、高層應(yīng)用之間和提供商之間的互操作性。它不依賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺，支持多點(diǎn)功能、組播和帶寬管理。H.323具備相當(dāng)?shù)撵`活性，支持包含不同功能的節(jié)點(diǎn)之間的會議和不同網(wǎng)絡(luò)之間的會議。H.323建議的多媒體會議系統(tǒng)中的信息流包括音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信息。信息流采用H.225建議方式來打包和傳送。
H.323呼叫建立過程涉及到三種信令：RAS(Registration Admission Status)信令，H.225呼叫信令和H.245控制信令。
RAS信令用來完成終端與網(wǎng)守之間的登記注冊、授權(quán)許可、帶寬改變、狀態(tài)和脫離解除等過程;
H.225呼叫信令用來建立兩個終端之間的連接，這個信令使用Q.931消息來控制呼叫的建立和拆除，當(dāng)系統(tǒng)中沒有網(wǎng)守時，呼叫信令信道在呼叫涉及的兩個終端之間打開;當(dāng)系統(tǒng)中包括一個網(wǎng)守時，由網(wǎng)守決定在終端與網(wǎng)守之間或是在兩個終端之間開辟呼叫信令信道;
H.245控制信令用來傳送終端到終端的控制消息，包括主從判別、能力交換、打開和關(guān)閉邏輯信道、模式參數(shù)請求、流控消息和通用命令與指令等。H.245控制信令信道建立于兩個終端之間，或是一個終端與一個網(wǎng)守之間。
此外，H.323不支持多點(diǎn)發(fā)送(Multicast)議，只能采用多點(diǎn)控制單元(MCU)構(gòu)成多點(diǎn)會議，因而同時只能支持有限的多點(diǎn)用戶。H.323也不支持呼叫轉(zhuǎn)移，且建立呼叫的時間比較長。
2、編碼技術(shù)
話音壓縮編碼技術(shù)是IP電話技術(shù)的一個重要組成部分。目前，主要的編碼技術(shù)有ITU-T 定義的G.729、G.723等。其中G.729可將經(jīng)過采樣的64Kbit/s話音以幾乎不失真的質(zhì)量壓縮至8Kbit/s。由于在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證，因而需要話音的編碼具有一定的靈活性，即編碼速率、編碼尺度的可變可適應(yīng)性。G.729原來是8Kbit/s的話音編碼標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的工作范圍擴(kuò)展至6.4-11.8Kbit/s，話音質(zhì)量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是6.4Kbit/s，話音質(zhì)量也還不錯，因而很適合在VOIP系統(tǒng)中使用。G.723.1采用5.3/6.3kbit/s雙速率話音編碼，其話音質(zhì)量好，但是處理時延較大，它是目前已標(biāo)準(zhǔn)化的最低速率的話音編碼算法。
此外，靜音檢測技術(shù)和回聲消除技術(shù)也是VOIP中十分關(guān)鍵的技術(shù)。靜音檢測技術(shù)可有效剔除靜默信號，從而使話音信號的占用帶寬進(jìn)一步降低到3.5kbit/s左右;回聲消除技術(shù)主要利用數(shù)字濾波器技術(shù)來消除對通話質(zhì)量影響很大回聲干擾，保證通話質(zhì)量。這點(diǎn)在時延相對較大的IP分組網(wǎng)絡(luò)中尤為重要。
3、實(shí)時傳輸技術(shù)
實(shí)時傳輸技術(shù)主要是采用實(shí)時傳輸協(xié)議RTP。RTP是提供端到端的包括音頻在內(nèi)的實(shí)時數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP包括數(shù)據(jù)和控制兩部分，后者叫RTCP。RTP提供了時間標(biāo)簽和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機(jī)制，可以讓接收端重組發(fā)送端的數(shù)據(jù)包，可以提供接收端到多點(diǎn)發(fā)送組的服務(wù)質(zhì)量包饋。
4、QOS保障技術(shù)
VOIP中主要采用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時傳輸控制協(xié)議RTCP來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。
5、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
VOIP中網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要是TCP和UDP，此外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)以及安全認(rèn)證和計費(fèi)技術(shù)等。由于實(shí)時傳輸協(xié)議RTP提供具有實(shí)時特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，因此VOIP可用RTP來傳送話音數(shù)據(jù)。在RTP報頭中包含裝載數(shù)據(jù)的標(biāo)識符、序列號、時間戳以及傳送監(jiān)視等，通常RTP協(xié)議數(shù)據(jù)單元是用UDP分組來承載，而且為了盡量減少時延，話音凈荷通常都很短。IP、UDP和RTP報頭都按最小長度計算。VOIP話音分組開銷很大，采用RTP協(xié)議的VOIP格式，在這種方式中將多路話音插入話音數(shù)據(jù)段中，這樣提高了傳輸效率。
(責(zé)任編輯：李俊勇)